汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔翻邊復(fù)合模具】

汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔翻邊復(fù)合模具】,落料拉深沖孔翻邊復(fù)合模具,汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔翻邊復(fù)合模具】,汽車(chē),消音器,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì),落料拉深,沖孔,復(fù)合,模具 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)課題進(jìn)行了拉深，翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。文中簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、定位裝置等。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。此外，本模具采用始用擋料銷(xiāo)和固定擋料銷(xiāo)。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷(xiāo)，保證了工件上孔和外形的相對(duì)位置準(zhǔn)確，提高加工精度。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。 關(guān)鍵詞： 復(fù)合模，沖孔，翻邊，拉深 Abstract The paper is the banking or punching and bending composite die design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product is a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as: punch and die. Punch plate, feet behind the sales, market and other derivative is. Die-standard model planes need to choose suitable stamping equipment. Sign work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. In addition, the die block used only with marketing materials and immovable the marketing materials. Blanking punch contents is a derivative sale, and guarantees the work piece and the shape of the holes in the relative position, improve processing accuracy. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. KEY WORDS : composite die, Punching, Blanking, drawing I 中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱(chēng) 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書(shū) 有 無(wú) 開(kāi)題報(bào)告 有 無(wú) 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定： 所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 任務(wù)書(shū) 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 設(shè)計(jì)題目 ： 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 起迄日期 : 指 導(dǎo) 教 師: 任 務(wù) 書(shū) 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的： 課題來(lái)源：企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際 應(yīng)達(dá)到的目的：通過(guò)對(duì)零件的工藝分析以及計(jì)算設(shè)計(jì)出各個(gè)工作零件，并組裝成具有一定精度的拉伸翻邊模具。通過(guò)此次設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握一定的模具設(shè)計(jì)的技能。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 要求;1,在環(huán)形坯料上一次沖壓完成拉 深、翻邊的復(fù)合工序。 2，獨(dú)立完成一套模具設(shè)計(jì)裝配圖 （零號(hào)圖一張）及主要模具的零 件圖（總工作量和為一張零號(hào)紙）。 3，編制主要模具工作零件的制造加工工藝。 任務(wù);1，寫(xiě)出國(guó)內(nèi)外冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀。 2，汽車(chē)消音器的成型工藝及工藝方案的確定。 3，汽車(chē)消音器復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。 4，車(chē)消音器模具主要零部件的制造。 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見(jiàn)： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱(chēng) 00-02 凹模 工序號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱(chēng) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 01 下料： 鋸床 直尺 02 粗銑：銑六面,互為直角,留單邊余量0.5mm 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡尺 03 磨削：磨六面,互為垂直,留單邊余量0.3mm 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 04 鉗工：劃線,按位置加工孔,并攻螺紋 鉆床 虎鉗 鉆刀、鉸刀、絲錐 高度尺、游標(biāo)卡尺 05 熱處理：按熱處理工藝,淬火回火達(dá)到58～62HRC 電熱爐 火鉗 06 磨削：精磨上下平面 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 07 線切割：按圖紙要求進(jìn)行線切割 線切割機(jī)床 復(fù)式支撐夾具 Ф0.2銅絲 游標(biāo)卡尺 08 鉗工：鉗工精修、拋光 研磨工具 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱(chēng) 粗銑 工序號(hào) 02 零件名稱(chēng) 凹模 零件號(hào) 00-02 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 Cr12MoV 58-62HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱(chēng) 輔 助 工 具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 1 銑上平面 φ50面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 0.5mm 200㎜/ min 1200r/min 一次 1 銑下平面 Φ50面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 0.5mm 200㎜/ min 1200r/min 一次 2 銑外端面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 0.5mm 60㎜/ min 2000r/min 設(shè) 計(jì) 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁(yè) 第1頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱(chēng) 00-03 凸凹模 工序號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱(chēng) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 01 下料 鋸床 H－1080 帶鋸 直尺 02 車(chē)削加工 銑床 專(zhuān)用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 03 調(diào)質(zhì) 熱處理爐 04 平磨 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 05 車(chē)削加工 銑床 專(zhuān)用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 06 熱處理 熱處理爐 07 磨削加工 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 08 鉗研及拋光 研具、砂紙 09 檢驗(yàn) 檢測(cè)設(shè)備 10 裝配后磨削 磨床 專(zhuān)用夾具 砂輪 千分尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱(chēng) 粗銑六面 工序號(hào) 03 零件名稱(chēng) 翻邊凸模 零件號(hào) 00-03 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 種 類(lèi) 重 量 Cr12MoV 58-62HRC 鍛 件 設(shè) 備 夾 具 名 稱(chēng) 輔 助 工 具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 二次 1 車(chē)外形 外圓車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 2 車(chē)頭部 外圓車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/mi 二次 3 車(chē)中間 外圓車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 4 車(chē)圓角 外圓車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 5 切斷 切斷刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 設(shè) 計(jì) 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 5 說(shuō)明書(shū) 參考文獻(xiàn) [1]鄭家賢. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [2]沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 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本設(shè)計(jì)的基本工序………………………………………………………………2 2 零件的工藝性………………………………………………………………………3 2.1 工件資料 ………………………………………………………………………3 2.2 零件材料及其沖壓工藝性分析…………………………………………………4 2.2.1 零件材料的分 ………………………………………………………………4 2.2.2 零件工藝性的分析 …………………………………………………………5 2.3 確定工藝方案和模具形式………………………………………………………6 3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算………………………………………………………………8 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算…………………………………………………………………8 3.2 計(jì)算拉深次數(shù)……………………………………………………………………8 3.3 拉深力和翻邊力的計(jì)算…………………………………………………………9 3.3.1 拉深過(guò)程……………………………………………………………………9 3.3.2 沖孔、翻邊過(guò)程……………………………………………………………10 3.3.3 總力計(jì)算……………………………………………………………………10 3.4沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………………………………10 4 模具總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………12 4.1 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………12 4.1.1 定位方式的選擇……………………………………………………………12 4.1.2 卸料﹑出件方式的選擇……………………………………………………12 4.1.3 導(dǎo)向方式的選擇……………………………………………………………12 4.2 模具的閉合高度………………………………………………………………13 4.3 模具工作部分尺寸及公差計(jì)算………………………………………………13 5 沖模零件的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 15 5.1 落料凹模的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………15 5.1.1凹模的尺寸計(jì)算 ……………………………………………………………15 5.2 拉深翻邊凸凹模的設(shè)計(jì) ………………………………………………………17 5.2.1 凸凹模的尺寸計(jì)算…………………………………………………………17 5.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………19 5.3 沖模的導(dǎo)向裝置………………………………………………………………21 5.3.1 模架的導(dǎo)向…………………………………………………………………21 5.4 定位裝置………………………………………………………………………23 6 其它沖模零件設(shè)計(jì)………………………………………………………………25 6.1 模柄的類(lèi)型及選擇……………………………………………………………25 6.2 凸模固定板……………………………………………………………………26 6.3 墊板……………………………………………………………………………26 6.4 緊固件…………………………………………………………………………27 6.5 定位銷(xiāo)…………………………………………………………………………27 7 模具的裝配 ……………………………………………………………………28 7.1 復(fù)合模的裝配…………………………………………………………………28 7.2 凸、凹模間隙的調(diào)整…………………………………………………………28 8 主要零件加工工藝卡編制………………………………………………………29 8.1 凹模的選材、加工及熱處理工藝過(guò)程………………………………………29 8.2 凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程……………………………………30 8.3 卸料板的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程……………………………………30 8.4 凸模的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程………………………………………30 結(jié)束語(yǔ) ………………………………………………………………………………32 致謝………………………………………………………………………………… 33 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………34 III 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師程芳老師，她對(duì)我仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。程芳老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！ 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗621宿舍的同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名： 班級(jí): 學(xué)號(hào)： 題 目： 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績(jī)： 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)： 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。該同學(xué)查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的資料，制訂出了消音器制件合理的沖壓工藝。畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要完成了消音器模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要部件的工藝規(guī)程的制訂等工作。這些工作表明：該同學(xué)已經(jīng)基本掌握了模具設(shè)計(jì)與制造方面的基本理論和技術(shù)技能，能夠獨(dú)立解決生產(chǎn)一線中存在的一般性的技術(shù)問(wèn)題，具備了模具專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的畢業(yè)條件。 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作認(rèn)真，條理較為清晰，計(jì)算基本準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)正確可行，可以提交答辯。 建議成績(jī)優(yōu)。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日  評(píng)語(yǔ) 評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)源于企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，所設(shè)計(jì)的汽車(chē)消音器制件的沖壓模具的結(jié)構(gòu)較為合理可行，其工作量適中；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容完整，計(jì)算基本正確，格式規(guī)范；將零件圖中的錯(cuò)誤修改后可以進(jìn)行答辯。 建議柳晨同學(xué)的成績(jī)： 優(yōu) 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 汽車(chē)消音器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1現(xiàn)代模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 模具被稱(chēng)為工業(yè)產(chǎn)品之母。所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開(kāi)模具工業(yè)的不斷進(jìn)步。中國(guó)模具巿場(chǎng)規(guī)模巨大，隨著國(guó)內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展，技術(shù)也獲得了較大的飛躍，但是，仍然面對(duì)高檔模具以進(jìn)口為主的尷尬局面。提升技術(shù)實(shí)力，乃是中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的前途所在。隨著沖壓金屬制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)冷沖壓模具的需求日益增加，沖壓模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 在國(guó)內(nèi)方面,由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，中國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展，市場(chǎng)廣闊，產(chǎn)銷(xiāo)兩旺。2003年我國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)到450億元人民幣以上，約折合50多億美元，按模具總量排名，中國(guó)緊隨日本、美國(guó)其后，位居世界第三。中國(guó)模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為10大類(lèi)、46小類(lèi)。1996年至2002年間，中國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)14%左右，2003年增長(zhǎng)25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的增長(zhǎng)在25%以上。近兩年，我國(guó)的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國(guó)際水平。2003年模具出口3.368億美元，比上年增長(zhǎng)在33.5%，形勢(shì)喜人。 總的來(lái)看，我國(guó)技術(shù)含量低的模具已供過(guò)于求，市場(chǎng)利潤(rùn)空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具、轎車(chē)覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口。 近五年來(lái)，我國(guó)平均每年進(jìn)口模具約11.2億美元，2003年就進(jìn)口了近13.7億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來(lái)的模具。中國(guó)現(xiàn)有模具企業(yè)超過(guò)2萬(wàn)家，從業(yè)人數(shù)50多萬(wàn)人。中國(guó)的模具生產(chǎn)目前主要集中在華南和華東，大約占了全國(guó)模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷(xiāo)售額的三分之二，每年平均增長(zhǎng)在20%左右。 在國(guó)外方面, 我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專(zhuān)業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而專(zhuān)”、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7﹕1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。 1.2本設(shè)計(jì)的基本工序 本設(shè)計(jì)是汽車(chē)消音器的拉深翻邊復(fù)合模冷沖模主要由以下幾部分構(gòu)成: 工作部分：其功能是完成材料的分離。零件質(zhì)量及尺寸精度主要靠該部分來(lái)保證。 定位及擋料部分：其功能是確定條料在沖模中的正確位置。 卸料及推件裝置：其功能是把箍在凸凹模外圍的條料卸下來(lái)，把梗塞在凹模內(nèi)的零件推出來(lái)，保證沖壓繼續(xù)正常進(jìn)行。 導(dǎo)向裝置：其功能是保證上、下模正常運(yùn)行，使之不產(chǎn)生位置偏移。 連接固定部分：其功能是連接和緊固各零部件，使之成為一完整的整體。 本設(shè)計(jì)是護(hù)汽車(chē)消音器落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模，所謂復(fù)合模是指壓力機(jī)一次行程中，在模具的一個(gè)工位上，同時(shí)完成幾道不同工序的模具。它屬于多工序模。工作部分除凹、凸模外還有凸凹模。落料凹模在上模部分的稱(chēng)為倒裝復(fù)合模，落料凹模在下模的稱(chēng)為正裝復(fù)合模。 模具設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)所給汽車(chē)消音器的模具，并且結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設(shè)計(jì)中能熟練使用PRO/E?、AUTOCAD?等機(jī)械、模具相關(guān)繪圖軟件。 2 零件的工藝性 2.1 工件資料 圖2-1所示為汽車(chē)消音器零件，材料為08F鋼，厚度為t=1 mm，大批量生產(chǎn)。 圖2-1 汽車(chē)消音器零件 圖2-2 汽車(chē)消音器零件三維圖 2.2 零件材料及其沖壓工藝性分析 2.2.1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等各種模具。設(shè)計(jì)這些模具時(shí)，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將汽車(chē)消音器零件材料為08F鋼的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下： （1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm2，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。 （2）屈服點(diǎn)σs：材料開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是N/mm2。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取σs =180 MPa。 （3）抗拉強(qiáng)度σb。材料受到拉深作用，開(kāi)始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。σb = 280~390MPa。 （4）抗剪強(qiáng)度τb。材料受到剪切作用，開(kāi)始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。取τb = 255～333MPa。 （5）彈性模量E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說(shuō)，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E = 194 x 10MPa。 （6）屈服比σs/σb。是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。 （7）伸長(zhǎng)率δ。在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)拉斷后，對(duì)接起來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度，其伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)度之比稱(chēng)為伸長(zhǎng)率，其數(shù)值用“％”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料為08F鋼的伸長(zhǎng)率δ=32％。 綜上所述，對(duì)電機(jī)端蓋零件材料08F鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。 2.2.2 零件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗(yàn)—組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 該零件為電機(jī)端蓋，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成軸對(duì)稱(chēng)，是典型的拉深，沖孔，翻邊工件。在拉深過(guò)程中要注意控制拉深程度，加工時(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （1）拉深件圓角半徑：拉深件的圓角半徑要適合，應(yīng)盡量大些，以便于成形和減少拉深次數(shù)，避免在拉深過(guò)程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象即拉裂。拉深件底與壁的圓角半徑應(yīng)滿(mǎn)足r1≥t。而在此設(shè)計(jì)中圓角半徑R4＞t=1，故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 （2）考慮拉深件厚度不均勻的現(xiàn)象：在拉深過(guò)程中，一般為不變薄拉深，從理論分析上說(shuō)是不符合的，在拉深過(guò)程中壁厚應(yīng)有少量的變化，如果在拉深件精度要求不高時(shí)，一般可以忽略不計(jì)。 （3）拉深件的孔位布置：根據(jù)示圖所示，該零件的孔位布置合理，處于中心部位。在沖孔、翻邊時(shí)，要注意孔與拉深件的同心度的問(wèn)題，孔到拉深底部邊緣的距離d≤d1-2r1-t。 根據(jù)零件圖，初步分析可以知道電機(jī)端蓋零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，首先進(jìn)行落料拉深，形成外形尺寸形狀，其次底部要翻邊成型。 綜上所述，電機(jī)端蓋由平板毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：拉深和翻邊。 2.3 確定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡(jiǎn)單的方法，最快的速度，最少的勞動(dòng)量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。 確定工藝方案及模具形式： 1、根據(jù)對(duì)沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，如落料、沖孔、翻邊、拉深、整形等。 2、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)、拉深次數(shù)等。 3、根據(jù)各個(gè)工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序。 4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。 生產(chǎn)批量大時(shí)，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡(jiǎn)單模。要提高生產(chǎn)成本，應(yīng)該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復(fù)合能復(fù)合的工序，為提高生產(chǎn)率，綜合分析，可以采用翻邊拉深復(fù)合模具完成。 3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 3.1毛坯尺寸的計(jì)算 由于板料在軋壓或退火時(shí)所產(chǎn)生的聚合組織而使材料引起殘存的方向性，反映到拉深過(guò)程中，就使桶形拉深件的口部形成明顯的突耳。此外，如果板料本身的金屬結(jié)構(gòu)組織不均勻、模具間隙不均勻、潤(rùn)滑的不均勻等等，也都會(huì)引起沖件口高低不齊的現(xiàn)象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外緣進(jìn)行修邊處理。這樣在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候就必需加上修邊余量然后再進(jìn)行毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算。 根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為3mm。查表5—7，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)》： 在拉深時(shí)，雖然拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但如果采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)，可以不考慮毛坯厚度的變化。 由于毛坯圓弧部分中心不在一條直線上，因此按照等面積的原則進(jìn)行毛坯初始直徑的求解。 毛坯尺寸按公式(等面積原則)： 3.1 所以： 3.2計(jì)算拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時(shí)，必需保證使毛坯在變形過(guò)程中的應(yīng)力既不超過(guò)材料的變形極限，同時(shí)還能充分利用材料的塑性。也就是說(shuō)，對(duì)于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計(jì)算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險(xiǎn)斷面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可以通過(guò)查表來(lái)取值。 該工件拉深一個(gè)過(guò)程，因此可以計(jì)算其拉深系數(shù)來(lái)確定拉深次數(shù)。 其實(shí)際拉深系數(shù)為： m=d/D=26/61=0.426 3.5 材料的相對(duì)厚度為： t/D 3.6 凸緣的相對(duì)高度為： 3.7 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》可以查出 ，，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》可以查出 因?yàn)橥咕壍南鄬?duì)高度0.247小于最大相對(duì)高度0.63，且實(shí)際拉深系數(shù)0.51大于最小極限拉深系數(shù)0.47，所以拉深過(guò)程可以一次拉深成功。 3.3拉深力和翻邊力的計(jì)算 3.3.1拉深過(guò)程 （1）拉深力 3.8 式中 —圓筒形零件的凸模直徑（mm） —系數(shù)，查（表5—3，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》）取0.4 —材料的抗拉強(qiáng)度（MPa） 因此 （3）頂件力 頂件力的計(jì)算公式可按下式：（P340，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》） = 3.13 式中 ——頂件力（N）； ——頂件力系數(shù)；查表2-8 = 0.06 = 3.3.2沖孔、翻邊過(guò)程 3.16 式中，D ——翻邊后直徑(按中線算)，mm； d ——坯料預(yù)制孔直徑，mm； t ——材料厚度，mm； --板料抗拉強(qiáng)度 3.3.3總力計(jì)算 第一幅落料拉深模具： 3.16 3.4 沖壓設(shè)備的選擇 為安全起見(jiàn)，防止設(shè)備的超載，對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力P應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.1～1.3倍。 即： P≥ （1.1～1.3）Fmax 3.17 取 P = 1.3 Fmax P = 1.3 Fmax=104KN 所以可以選擇噸位為100KN以上的壓力機(jī)，考慮到拉深成形的行程比較大，選定壓力機(jī)還應(yīng)參考?jí)毫C(jī)說(shuō)明書(shū)所給出的允許工作負(fù)荷曲線。 擬選用J23-16開(kāi)式可傾壓力機(jī)。 4 模具總體設(shè)計(jì) 4.1 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1.1定位方式的選擇 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。圓形毛坯工件一般采用定位板定位。 4.1.2 卸料﹑出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來(lái)，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來(lái)稱(chēng)為卸料。 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱(chēng)為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱(chēng)為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為1.2mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用在凹模安裝頂件裝置來(lái)頂出件，比較便于操作與提高生產(chǎn)效率，同時(shí)又可以提高工件的平整度。 4.1.3 導(dǎo)向方式的選擇 在沖壓過(guò)程中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整 9 汽車(chē)消音器的成形工藝及模具設(shè)計(jì) 4.2 模具的閉合高度 根據(jù)以上落料、拉深和成型復(fù)合模結(jié)構(gòu)圖可知，模具的閉合高度h為： Hm=下模板厚度+上模板厚度+墊板厚度+凸凹模長(zhǎng)度+凹模高度+凸模固定板-凸凹模進(jìn)人凹模的深度 H1=171mm H2=123mm 查所選設(shè)備的參數(shù)模具的裝模高度應(yīng)該滿(mǎn)足下式要求： Hmax-5 > hm Hmin+10 4.1 故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 4.3 模具工作部分尺寸及公差計(jì)算 由模具結(jié)構(gòu)圖便知，該模具工作部分尺寸及公差計(jì)算，主要包括落料凸、凹模刃口尺寸及公差計(jì)算、拉深模和成型模工作部分尺寸的計(jì)算。 4.3.3翻邊凸、凹模刃口的尺寸及公差的計(jì)算 4.6 4.7 沖孔、翻邊件精度取IT14級(jí)，凹模為IT7級(jí)，凸模取IT6級(jí) —沖孔、翻邊凸模直徑（mm） —沖孔、翻邊凹模直徑（mm） D —工件外徑的公稱(chēng)尺寸（mm） — 沖裁工件要求的公差 X —系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取X=0.5。 、—凹、凸模制造偏差。 5 沖模零件的設(shè)計(jì) 5.1 落料凹模的設(shè)計(jì) 5.1.1 凹模的尺寸計(jì)算 凹模工作部分的尺寸計(jì)算，參見(jiàn)前面的主要工藝參數(shù)的計(jì)算。其他部分結(jié)構(gòu)寸的計(jì)算如下： （1）凹模壁厚C 凹模壁厚C是指凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離。凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長(zhǎng)度與寬度（L x B）。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)選擇合適的凹模壁厚C。 凹模壁厚C值主要考慮布置連接螺釘孔和銷(xiāo)釘孔的需要，同時(shí)也能保證凹模強(qiáng)度和剛度，在選擇凹模壁厚時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：工件落料時(shí)取表中較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時(shí)取小值、為直邊時(shí)取中值、為尖角時(shí)取大值；當(dāng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具或雖然設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)模具，但凹模板毛坯需要外購(gòu)時(shí)，應(yīng)將計(jì)算的凹模外形尺寸L X B按模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中凹模板的系列尺寸進(jìn)行修正，取較大規(guī)格的尺寸。第一幅模具初定凹模壁厚C為15mm。 （2）凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模板的厚度H主要不是從強(qiáng)度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于10mm，特別小型的模具可取8mm。隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應(yīng)相應(yīng)的增大。凹模厚度H=45mm ?。? 凹模直徑為180mm 凹模外形尺寸形狀如下圖所示: 圖5-1凹模結(jié)構(gòu)圖 凹模的外形尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，用以上方法求得的外形尺寸應(yīng)向接近的標(biāo)準(zhǔn)尺寸靠攏。故凹模尺寸、強(qiáng)度和剛度足夠，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的核算。 當(dāng)沖裁形狀復(fù)雜，公差等級(jí)高，尺寸大或尺寸較小的零件時(shí)，可以采用鑲拼式凹模，但對(duì)于此零件的沖裁其凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用整體式結(jié)構(gòu)。其凹模結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖5-2凹模結(jié)構(gòu)形式圖 凹模的固定方法用螺釘固定，具體的固定方法見(jiàn)裝配圖。 5.2拉深翻邊凸凹模的設(shè)計(jì) 5.2.1 凸凹模的尺寸計(jì)算 拉深凸模的工作尺寸的計(jì)算參見(jiàn)前面的主要工藝參數(shù)計(jì)算。現(xiàn)將其它參數(shù)的計(jì)算介紹如下： （1）拉深模的凸模圓角半徑 拉深凸模的圓角半徑r凸對(duì)拉深工作也有影響。當(dāng)r凸過(guò)小時(shí)，則角部彎曲變形大，危險(xiǎn)斷面容易拉斷。當(dāng)r凸過(guò)大時(shí)，則毛坯底部的承壓面積減小，懸空部分加大，容易產(chǎn)生底部的局部變薄和內(nèi)皺。 除最后一次拉深，凸模的圓角半徑r凸應(yīng)比板厚略大，即：r，最后一次拉深時(shí)，凸模的r應(yīng)等于零件的內(nèi)圓半徑，但不得小于材料厚度。如工件的內(nèi)圓角半徑要求小于料厚，則要有整形工序來(lái)完成。故在此設(shè)計(jì)中取r凸=4mm。 （2）拉深間隙 拉深間隙指拉深凸模與凹模之間的單面間隙，用Z表示。 ① 模具間隙對(duì)拉深過(guò)程的影響 拉深模的凸模與凹模之間的單邊間隙Z/2，影響拉深力與拉深件的質(zhì)量。 拉深模的凸、凹模間隙Z/2大，則摩擦小，能減小拉深力。但如果間隙過(guò)大，拉深件的精度將不易控制，拉深后零件的高度將小于所要求的高度，零件成桶形。 拉深模的凸、凹模間隙Z/2小，則摩擦大，將增加拉深力，造成許用拉深系數(shù)m值的增大。如果凸、凹模間隙Z/2小于拉深件的材料厚度，則將產(chǎn)生變薄拉深的效果，使得拉深件的精度降低。 ② 拉深模具間隙的取向 A）除最后一道工序外，間隙的取向不作規(guī)定。 B）對(duì)于最后一道工序，當(dāng)工件外形尺寸要求一定時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按凹模減小以取得間隙。當(dāng)工件內(nèi)形尺寸要求一定時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按凸模放大以取得間隙。 C）淺拉深時(shí)，拉深間隙可取小些，深拉深時(shí)，則應(yīng)取大些。這是因?yàn)樽冃纬潭仍酱?，板厚的增厚量也越大? D）多次拉深時(shí)，前幾次拉深可取較大的拉深間隙，以便使拉深順利進(jìn)行。最后一次拉深則取較小的拉深間隙，以便獲得尺寸精度較高的拉深件。 E）在整形拉深時(shí)，如果要求工件的精度較高，例如IT10～12級(jí)，可取拉深間隙稍小于板料厚度，常取Z/2=（0.9～0.95）t。如果整形時(shí)只要求減小圓角半徑，拉深間隙可稍大于板料厚度，例如取Z/2=（1.05～1.1）t。 F）板料較軟時(shí)，可取較小的拉深間隙，因?yàn)檐浟显谕鼓Ｅc凹模之間容易被擠薄，可消除拉深過(guò)程已出現(xiàn)的微小皺折。相反，硬度則應(yīng)取較大的拉深間隙。 G）實(shí)際供應(yīng)的板料厚度可能與其公稱(chēng)值相比較有較大的誤差，甚至超出板厚的公差范圍。因此，如果成批生產(chǎn)拉深件的板料已經(jīng)購(gòu)入，最好依據(jù)實(shí)測(cè)的板料厚度參考上述原則確定合適的拉深間隙值。拉深翻邊凸凹莫如圖所示 圖5-2凸凹模結(jié)構(gòu)圖 5.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿(mǎn)足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來(lái)。 ③ 轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)的問(wèn)題。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設(shè)計(jì)各種凸模的時(shí)，應(yīng)注意都要滿(mǎn)足這三條原則。 其凸模結(jié)構(gòu)圖如下所示： 圖5-3翻邊凸模結(jié)構(gòu)圖 5.3 沖模的導(dǎo)向裝置 5.3.1 模架的導(dǎo)向 （1）模架導(dǎo)向的特點(diǎn) 普通模架由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上模座和下模座組成。從安全考慮，通常導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合面取圓柱面，以便容易加工成小間隙配合，使模架的導(dǎo)向精度高于壓力機(jī)滑塊的導(dǎo)向精度。 采用模架進(jìn)行導(dǎo)向，不僅能保證上、下模的導(dǎo)向精度，而且能提高模具的剛性、延長(zhǎng)模具的使用壽命、使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調(diào)整比較容易。因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導(dǎo)向裝置。 模具可視為模具的一個(gè)部件，并且早已高度標(biāo)準(zhǔn)化與商品化。在沖模設(shè)計(jì)時(shí)，特別是中小型沖模設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選擇專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模架，對(duì)提高模具質(zhì)量、縮短制模周期有著十分重要的意義。 圖5-5導(dǎo)套導(dǎo)柱示意圖 （2）模架的類(lèi)型及應(yīng)用 落料拉深沖孔模具設(shè)計(jì)中為方便卸料版安裝，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架； 第二幅模具由于采用圓形定位板定位，因此采用中間圓形導(dǎo)柱模架。 導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對(duì)稱(chēng)中心線上，兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯(cuò)而發(fā)生啃模事故。適用于單工序模和工位少的級(jí)進(jìn)模。 裝配良好的模架，應(yīng)能用兩手輕輕抬起上模座而下模座不動(dòng)，但這樣的效果很難達(dá)到， 因?yàn)閷?dǎo)柱與模座為過(guò)盈配合，壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套時(shí)難以保證垂直度。所以在裝配時(shí)，導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模座可以較松的過(guò)渡配合H7/m6代替過(guò)盈配合，容易保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的軸線垂直于模座平面，使模架的導(dǎo)向精度只決定于加工精度，而容易制成精密模架。 對(duì)于沖裁模，導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)小于單面間隙。當(dāng)雙面沖裁間隙不超過(guò)0.03時(shí)，相當(dāng)于板料厚度小于0.5mm，可選用一級(jí)模架。雙面沖裁間隙超過(guò)0.03mm時(shí)，可選用二級(jí)模架。 為了保證使用中的安全和可靠性，設(shè)計(jì)與裝配模具時(shí)，還應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 當(dāng)模具處于閉合位置時(shí)，導(dǎo)柱的上端面與上模座的上平面應(yīng)留10～15mm的距離；導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留2～5mm的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于3mm 5.4 定位裝置 沖壓加工時(shí)，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱(chēng)為定位。 定位的基本形式有如下三種類(lèi)型： （1）導(dǎo)向定位 （2）接觸定位 （3）形狀定位 在此設(shè)計(jì)模具選用定位板定位。 圖5-7 導(dǎo)料板定位圖 6其它沖模零件設(shè)計(jì) 6.1 模柄的類(lèi)型及選擇 中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機(jī)滑塊相連接。設(shè)計(jì)模具時(shí)，選擇模柄的類(lèi)型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。下面分別介紹幾種常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)模柄形式，可供設(shè)計(jì)時(shí)選用。 （1）旋入式模柄 旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接，上端兩平行面供搬手旋緊用。騎縫螺釘用于防止模柄轉(zhuǎn)動(dòng)。 （2）壓入式模柄 壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/h6過(guò)渡配合，并加騎縫銷(xiāo)防止轉(zhuǎn)動(dòng)。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 （3）凸緣式模柄 凸緣模柄，在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔，與凸緣為H7/h6配合，并用3個(gè)或4個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠(yuǎn)不如壓入式的模柄。因此在能應(yīng)用壓入式模柄時(shí)，不應(yīng)采用凸緣模柄。這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，模座凸緣以下部分仍可加工出形孔，以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也可以這樣應(yīng)用，但螺紋連接段的長(zhǎng)度要比上模座厚度小些。 （4）浮動(dòng)模柄 模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過(guò)程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動(dòng)模柄，可避免壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對(duì)模具導(dǎo)向裝置產(chǎn)生不利影響，減少對(duì)模具導(dǎo)向件的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，使模具導(dǎo)向裝置長(zhǎng)期保持良好的導(dǎo)向精度。浮動(dòng)模柄主要用于滾動(dòng)導(dǎo)向模架，在壓力機(jī)導(dǎo)向精度不高時(shí)，選用一級(jí)精度滑動(dòng)導(dǎo)向模架也可采用。但選用浮動(dòng)模柄的模具必須使用行程可調(diào)沖床，保證在工作過(guò)程中導(dǎo)柱和導(dǎo)套不脫離。否則，在回程上模有可能與浮動(dòng)模柄移位，嚴(yán)重時(shí)甚至可將上模甩出去，輕者損壞模具，重者可能造成人生事故。 （5）通用模柄 將快換凸模插入模柄孔內(nèi)，再用螺釘從模柄側(cè)面將其固緊，防止卸料時(shí)拔出，就組成了通用沖孔、翻邊模的上模。 根據(jù)以上模具的比較，在此設(shè)計(jì)中選用壓入式的模柄。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 6.2 凸模固定板 凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8～1倍。 固定凸模的型孔決定于凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對(duì)于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實(shí)際尺寸配作成H7/h6；對(duì)于用低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹(shù)脂及膠粘法固定的凸模，則型孔尺寸按相應(yīng)凸模尺寸適當(dāng)放大周邊間隙來(lái)確定。取凸模固定板的厚度為12mm。 6.3 墊板 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)。有些模具在凹模與下模座之間也加墊板，目的是為了提高模具使用壽命。 墊板的平面形狀與尺寸和固定板相同，其厚度一般取6～10mm。此處取10 mm。在墊板上穿過(guò)連接螺釘、卸料螺釘和定位銷(xiāo)出要鉆通孔，其直徑應(yīng)比相應(yīng)件的直徑增大0.5～1mm。穿銷(xiāo)孔是在裝模具時(shí)調(diào)整好沖裁間隙后，連同模座和固定板一起經(jīng)鉆孔、絞孔加工出來(lái)的，墊板淬火前應(yīng)將穿銷(xiāo)孔擴(kuò)大，以免墊板淬火變形后難以打入銷(xiāo)釘。 圖6-2 墊板 6.4 緊固件 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷(xiāo)釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點(diǎn)是用45號(hào)鋼制造，并淬火達(dá)35～40HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰壞，后者裝配時(shí)不變便調(diào)整。 6.5 定位銷(xiāo) 定位銷(xiāo)釘采用普通圓柱銷(xiāo)，可以承受一定的切應(yīng)力。 定位銷(xiāo)采用的過(guò)渡配合，以保證裝配精度。 7 模具的裝配 7.1 復(fù)合模的裝配 復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基件。其裝配順序?yàn)椋孩傺b配模架；②裝配凸凹模組件（凸凹模及其固定板）和凸模組件（凸模及其固定板）；③將凸凹模組件用螺釘和銷(xiāo)釘安裝固定在指定模座（正裝式復(fù)合模為上模座，倒裝式復(fù)合模為下模座）的相應(yīng)位置上；④以凸凹模為基準(zhǔn)，將凸模組件及凹模初步固定在另一模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；⑤試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷(xiāo)孔；⑥卸開(kāi)上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、推件或頂出零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷(xiāo)緊固。 7.2 凸、凹模間隙的調(diào)整 沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時(shí)，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求在凸、凹模加工時(shí)保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時(shí)保證的。 沖模裝配時(shí)調(diào)整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、間隙值的大小和裝配條件來(lái)確定。這里用墊片法來(lái)調(diào)整。 墊片法是利用厚度與凸、凹模單面間隙相等的墊片來(lái)調(diào)整間隙方法如下： ①按圖樣要求組裝上模與下模，其中一般上模只用螺釘稍微擰緊，下模用螺釘和銷(xiāo)釘緊固。 ②在凹模刃口四周墊入厚薄均勻、厚度等于凸、凹模單面間隙的墊片（金屬片或紙片），再將上、下模合模，使凸模進(jìn)入響應(yīng)的凹?？變?nèi)，并用等高墊鐵墊起。 ③觀察凸模能否順利進(jìn)入凹模，并與墊片能否有良好的接觸。若在某方向上與墊片接觸的松緊程度相差較大，表明間隙不均勻，這時(shí)可用手錘輕輕敲打凸模固定板，使之調(diào)整到凸模在各方向與凹模孔內(nèi)碘片的松緊程度一致為止。 ④調(diào)整合適后，在將上模用螺釘緊固，并配裝銷(xiāo)釘孔，打入定位銷(xiāo)。 8 主要零件加工工藝卡編制 8.1 凹模的選材、加工及熱處理工藝過(guò)程 凹模承受較大的拉應(yīng)力，凸模承受較大的壓應(yīng)力。凸、凹模正常失效一般是由于刃口部位的磨損。因?yàn)檫@類(lèi)磨具，特別是工件批量、加工板料強(qiáng)度高的模具，要求模具材料必須具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)沖壓的板料和批量情況表，選取落料凹模的材料為Cr12MoV。其加工工藝過(guò)程卡如表8-1所示： 表 8-1 凹模加工 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 1 備料 將毛坯鍛成平行圓柱體。 2 熱處理 退火 3 銑（刨）平面 銑（刨）各 平 面 ，厚度留磨削余量0.6mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm 4 磨平面 磨上下平面，留磨削余量0.3~0.4mm磨相鄰兩側(cè)面保證垂直 5 鉗工劃線 劃出對(duì)稱(chēng)中心線，固定孔及銷(xiāo)孔線 6 型孔粗加工 在仿銑床上加工型孔，留單邊加工余量0.15mm及銷(xiāo)孔 7 加工余孔 加工固定孔及銷(xiāo)孔 8 熱處理 按熱處理工藝保證60~64HRC 9 磨平面 磨上下面及其基準(zhǔn)面達(dá)要求 10 型孔精加工 在坐標(biāo)磨床上磨型孔，留研磨余量0.01mm 11 研磨型孔 鉗工研磨型孔達(dá)規(guī)定技術(shù)要求 8.2 凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程 上凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模。考慮到上凸凹模有階梯結(jié)構(gòu)，所以不能采用線切割方法加工，外表面屬凸模加工，采用成形磨削，內(nèi)表面屬凹模加工，采用電火花成形加工。選取凸凹模的材料為Gr5Mo1V，其加工工藝過(guò)程為： （1） 外表面加工工藝過(guò)程：準(zhǔn)備毛坯－車(chē)削外形－熱處理（硬度要求達(dá)到58～62HRC）－成形磨削－精修。 （2）內(nèi)表面加工工藝過(guò)程：準(zhǔn)備毛坯－粗車(chē)內(nèi)形面－熱處理（硬度要求達(dá)到58～62HRC）退磁處理－電火花加工型孔。 8.3 卸料板的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程 卸料板使用45#材料。 8.4 凸模的選材、熱處理及加工工藝過(guò)程 翻邊凸模必須具有良好的韌性，以防止由于承受較強(qiáng)的彎曲和沖擊載荷造成折斷、崩刃而早起失效。更加應(yīng)該重視模具材料的淬透性，形狀復(fù)雜的模具應(yīng)重視其熱處理變形性、可加工性和磨削性。查表選凸模的材料為Cr12MoV，加工工藝過(guò)程如表8-2所示： 表 8-2 翻邊凸模加工過(guò)程 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 1 備料 將毛坯鍛成圓柱面體。 2 熱處理 退火。 3 粗加工 車(chē)削外圓，留余量。 4 熱處理 按熱處理工藝保證凸模硬度60~64HRC。 5 磨削 外圓磨床上精磨。 6 拋光 工作部分拋光，精加工使外圓面達(dá)到 =0.4um。 7 鉗工研磨 鉗工研磨刃口。 8 檢驗(yàn) 按工藝技術(shù)要求檢驗(yàn)凸模是否合格。 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)對(duì)汽車(chē)消音器的落料拉深沖孔、翻邊復(fù)合模的設(shè)計(jì)，復(fù)合模有如下優(yōu)點(diǎn)，其中一種最明顯的就是復(fù)合模加工工件效率高，一次就可以把工件沖壓成型，復(fù)合模適合于形狀比較簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)的沖壓零件的加工，例如圓形零件的落料，沖孔、翻邊，圓筒形零件的拉深。而相對(duì)而言級(jí)進(jìn)模適合于沖一些零件形狀不太規(guī)則的零件，或者是帶有直槽零件的加工沖孔、翻邊及落料，拉深一般采用復(fù)合模或者單工序模。 該復(fù)合模效率高，精度高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械化程度高，使用安全。 29